血氧機介紹! 認識血氧機原理與血氧的正常值

在前幾年COVID-19疫情升溫後，血氧機與各種帶有血氧測試功能的穿戴式裝置，逐漸受到重視，得到了不少的關注。

不論是醫療級血氧機，或是運動偵測與健康監測使用的血氧設備，都可以在短短的時間內測出相關數據，血氧機究竟是如何運作的呢?

什麼是血氧機？

血氧機可以幫助監測血液氧氣濃度，是一種非侵入性的監測設備。
人體的血氧會受到大氣壓力、呼吸道是否通暢、貧血、肺泡交換氣體的能力等因素影響。不同的血氧測量方式也會影響血氧值的準確程度。

市售常見的血氧檢測裝置包括醫療級血氧機、運動手環、手機APP......等等，以下會稍微介紹其運作原理。

醫療用血氧機 運作原理

由於穿透光的強度變化，會隨著帶氧血紅素及去氧血紅素濃度所調變的物理現象。

儀器透過擷取人體血液中帶氧血紅素及去氧血紅素個別的濃度變化訊號，利用光電轉換技術取得這兩種血紅素的電氣型態訊號，再經由比例轉換或根據血氧濃度之定義公式計算成血氧濃度SpO2。

血氧機之特定波長光源是由(660nm之紅光及940nm之紅外光)放射半導體及一個光電晶體組成。

醫療用的血氧機必須符合 ISO 80601-2-61：2017 的規範，

能夠有效區分 70% ~ 100% 的血氧濃度。

但除了醫療用的血氧機和抽血之外，

市面上也出現許多運動手環以及血氧 APP，大家最關心的莫過於這些數據是否準確呢？

穿戴裝置或APP 運作原理

以血氧APP為例，用食指遮蓋手機鏡頭與閃光燈，再用鏡頭接收手指微血管的搏動。

APP會利用光體積變化描記圖法（Photoplethysmogram, PPG）紀錄微血管的脈搏。

但一般手機通常不具備紅外線感光設備，無法像血氧機一樣取得氧合血紅素的比例，所以這一類的APP大多是使用演算法分析拍攝到的影像，來「模擬」血氧機的兩種波長。

血氧SPO2怎麼計算出來的?

SpO2 指的是周邊微血管的血氧飽和度，利用「氧合血紅素」與「還原血紅素」吸光值不同的差異，

以波長 660nm的紅光 和波長 940nm 的紅外光所測到的數據。

SpO2 的計算公式為：

SpO2 = 氧合血紅素 / (氧合血紅素 + 還原血紅素)

理論上，血液中的氧氣量不管是在運動或睡眠期間，都應該相對穩定在正常值 95%～99%。

如果低於 95%，就可能表示有缺氧的現象。

目前認為 COVID-19 確診者的 SpO2 一旦低於 94 % 後便會急速下降，

因此建議血氧飽和度低於 94% 者，要盡快聯繫醫療人員尋求協助。

注意事項&使用方式

注意事項

1.    感測器的裝置方法需正確。

2.    接受感測的部位要避免塗抹指甲油。

3.    色素沉澱、低血循環及貧血皆可能影響檢測結果。

使用步驟

1.使用前，請確認血氧機為國內合格醫療器材，有許可證字號，並詳閱說明書。

2.建議1天定時監測3次。

3.測量時應位於室內，休息且平靜呼吸時，以食指或中指測量，手部放鬆平置 在桌上。 要有強的脈搏波形訊號，此時量測數值才可靠。

4.測量時間為30～60秒，等待螢幕顯示血氧濃度（SpO2）。

圖源 : <a href="https://www.freepik.com/free-photo/pulse-oximeter-patient-finger-showing-low-oxygen-saturation-middle-aged-man-while-doctor-adjusts-iv-drip-line-with-medication-medical-device-used-measuring-spo2-concentration_23941655.htm#query=SPO2&position=2&from_view=search&track=sph">Image by DCStudio</a> on Freepik